KR102259259B1 - Method of fabricating the variable resistance memory - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 가변 저항 메모리 장치는 하부 전극이 형성된 기판을 준비하는 것, 상기 기판 상에 몰드막을 형성하는 것, 상기 몰드막을 패터닝하여 트렌치를 형성하는 것, 상기 몰드막 상에 상기 트렌치를 채워, 상기 트렌치 내의 제 1 부분 및 상기 몰드막의 상부면 상의 제 2 부분을 포함하는 가변 저항막을 형성하는 것, 및 상기 가변 저항막에 레이저를 가하여 상기 가변 저항막의 상기 제 2 부분이 상기 제 1 부분으로부터 박리되어, 상기 트렌치에 가변 저항 소자를 형성하는 것을 포함한다.A variable resistance memory device according to an embodiment of the present invention includes preparing a substrate on which a lower electrode is formed, forming a mold layer on the substrate, patterning the mold layer to form a trench, and forming the trench on the mold layer forming a variable resistive film including a first portion in the trench and a second portion on an upper surface of the mold film, and applying a laser to the variable resistive film so that the second portion of the variable resistive film is formed with the first and peeling from the portion to form a variable resistance element in the trench.
Description
본 발명은 가변 저항 메모리 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 신뢰성이 보다 향상된 가변 저항 메모리 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method of manufacturing a variable resistance memory device, and more particularly, to a method of manufacturing a variable resistance memory device with improved reliability.
반도체 메모리 장치의 고성능화 및 저전력화 추세에 맞추어, FRAM(Ferroelectric Random Access Memory), MRAM(magnetic Random Access Memory) 및 PRAM(phase-change Random Access Memory)과 같은 차세대 반도체 메모리 장치들이 개발되고 있다. 이러한 차세대 반도체 메모리 장치들을 구성하는 물질들은 전류 또는 전압에 따라, 그 저항값이 달라지며, 전류 또는 전압 공급이 중단되더라도 저항값을 그대로 유지하는 특성을 갖는다.In line with the trend toward higher performance and lower power consumption of semiconductor memory devices, next-generation semiconductor memory devices such as ferroelectric random access memory (FRAM), magnetic random access memory (MRAM), and phase-change random access memory (PRAM) are being developed. Materials constituting these next-generation semiconductor memory devices have a resistance value that changes according to a current or voltage, and maintains the resistance value even when the current or voltage supply is stopped.
이러한 가변 저항 메모리 장치들 중, 상변화 물질(phase-change material)을 이용하는 상변화 메모리 장치(PRAM)는 빠른 동작 속도를 가지며, 고집적화에 유리한 구조로 되어 있어, 개발이 계속되고 있다.
Among these variable resistance memory devices, a phase change memory device (PRAM) using a phase-change material has a high operating speed and has a structure advantageous for high integration, and thus development is continuing.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 신뢰성이 보다 향상된 가변 저항 메모리 장치의 제조 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a variable resistance memory device with improved reliability.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 실시예에 따른 가변 저항 메모리 장치의 제조 방법은 하부 전극이 형성된 기판을 준비하는 것, 상기 기판 상에 몰드막을 형성하는 것, 상기 몰드막을 패터닝하여 트렌치를 형성하는 것, 상기 몰드막 상에 상기 트렌치를 채우는 제 1 부분 및 상기 몰드막의 상부면 상의 제 2 부분을 포함하는 가변 저항막을 형성하는 것, 및 상기 가변 저항막에 레이저를 조사하여 상기 가변 저항막의 상기 제 2 부분이 상기 제 1 부분으로부터 박리되어, 상기 트렌치 내에 가변 저항 소자를 형성하는 것을 포함할 수 있다.A method of manufacturing a variable resistance memory device according to an embodiment of the present invention includes preparing a substrate on which a lower electrode is formed, forming a mold layer on the substrate, patterning the mold layer to form a trench, and on the mold layer forming a variable resistance film including a first portion filling the trench and a second portion on an upper surface of the mold film, and irradiating a laser to the variable resistance film so that the second portion of the variable resistance film is formed with the first peeling from the portion to form a variable resistance element in the trench.
상기 가변 저항막에 상기 레이저를 조사하는 것은, 상기 레이저에 의해 상기 가변 저항막의 상기 제 2 부분이 용융 및/또는 기상되어 상기 제 1 부분으로부터 박리되는 것을 포함할 수 있다.The irradiating of the laser to the variable resistance film may include melting and/or vaporizing the second portion of the variable resistance film by the laser to be peeled off from the first portion.
상기 트렌치를 형성하기 전에, 상기 몰드막 상에 희생막을 형성하는 것, 및 상기 희생막 및 상기 몰드막을 패터닝하여 상기 몰드막 상에 상기 희생 패턴을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다.The method may further include forming a sacrificial layer on the mold layer before forming the trench, and forming the sacrificial pattern on the mold layer by patterning the sacrificial layer and the mold layer.
상기 레이저는 상기 희생 패턴을 용융시켜 상기 희생 패턴이 상기 몰드막으로부터 박리되는 것을 포함할 수 있다.The laser may include melting the sacrificial pattern to peel the sacrificial pattern from the mold layer.
상기 희생 패턴이 상기 몰드막으로부터 박리되는 것은, 챔버 상부에 배치된 지지대에 상기 기판을 부착하여, 상기 몰드막이 상기 챔버의 하부와 마주보도록 배치하는 것, 상기 챔버의 상기 하부로부터 상기 레이저가 상기 가변 저항막에 조사하는 것, 및 상기 레이저에 의해 상기 희생 패턴이 용융되어 중력의 방향으로 상기 희생 패턴이 상기 몰드막으로부터 박리되면서, 동시에 상기 가변 저항막의 상기 제 2 부분이 상기 제 1 부분으로부터 박리되는 것을 포함할 수 있다.The peeling of the sacrificial pattern from the mold layer includes attaching the substrate to a support disposed on the upper part of the chamber so that the mold layer faces the lower part of the chamber, and the laser is controlled from the lower part of the chamber. irradiating the resistive layer, and the sacrificial pattern is melted by the laser to peel the sacrificial pattern from the mold layer in the direction of gravity, and at the same time, the second part of the variable resistive layer is peeled from the first part may include
상기 희생막은 GaN, TiN, Al-Si, Si, Ge, 결정질의 AlN, 비정질의 AlN, 비정질의 SiC, Al, W, Cr, Ni, CU 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.The sacrificial layer may include one selected from the group consisting of GaN, TiN, Al-Si, Si, Ge, crystalline AlN, amorphous AlN, amorphous SiC, Al, W, Cr, Ni, CU, and combinations thereof. have.
상기 가변 저항 소자는 오목한 형태의 상부면을 갖도록 형성될 수 있다.The variable resistance element may be formed to have a concave upper surface.
본 발명의 실시에에 따른 가변 저항 메모리 장치의 제조 방법은 하부 전극이 형성된 기판을 준비하는 것, 상기 기판 상에 몰드막을 형성하는 것, 상기 몰드막을 패터닝하여 트렌치를 형성하는 것, 상기 몰드막 상에, 상기 트렌치를 채우고 공극을 갖는 제 1 부분 및 상기 몰드막의 상부면 상의 제 2 부분을 포함하는 가변 저항막을 형성하는 것, 및 상기 가변 저항막에 레이저를 가하여 상기 가변 저항막의 상기 제 2 부분이 상기 트렌치 내로 흘러 상기 트렌치 내에 가변 저항 소자를 형성하는 것을 포함할 수 있다.A method of manufacturing a variable resistance memory device according to an embodiment of the present invention includes preparing a substrate on which a lower electrode is formed, forming a mold film on the substrate, patterning the mold film to form a trench, and on the mold film forming a variable resistive film including a first portion filling the trench and having a void and a second portion on an upper surface of the mold film, and applying a laser to the variable resistive film so that the second portion of the variable resistive film is formed and flowing into the trench to form a variable resistance element in the trench.
상기 가변 저항막의 상기 제 2 부분은 상기 레이저에 의해 용융되어, 상기 공극을 채우는 것을 포함할 수 있다.The second portion of the variable resistance layer may be melted by the laser to fill the void.
상기 가변 저항막의 상기 제 2 부분이 상기 트렌치 내로 흘러 상기 몰드막의 상부면이 노출될 수 있다.
The second portion of the variable resistance layer may flow into the trench to expose an upper surface of the mold layer.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 레이저를 사용하여 가변 저항막의 제 2 부분을 박리시켜 가변 저항 소자를 형성할 수 있다. 가변 저항막의 제 2 부분은 레이저로 희생 패턴을 용융시켜 가변 저항막의 제 1 부분으로부터 리프트 오프될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the variable resistance element may be formed by peeling off the second portion of the variable resistance layer using a laser. The second portion of the variable resistance film may be lifted off from the first portion of the variable resistance film by melting the sacrificial pattern with a laser.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 희생 패턴 없이, 가변 저항막의 제 2 부분은 레이저에 의해 용융 및/또는 기상되어 가변 저항막의 제 1 부분으로부터 리프트 오프될 수 있다. 따라서, 가변 저항막의 물성 변화 없이 가변 저항 소자를 형성할 수 있다.
According to another embodiment of the present invention, without a sacrificial pattern, the second portion of the variable resistance film may be melted and/or vaporized by a laser to be lifted off from the first portion of the variable resistance film. Accordingly, it is possible to form a variable resistance element without changing the physical properties of the variable resistance layer.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 가변 저항 메모리 장치의 메모리 셀 어레이를 나타내는 회로도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 가변 저항 메모리 장치를 나타낸 평면도이다.
도 3 내지 도 13은 본 발명의 실시예 1에 따른 가변 저항 메모리 장치의 제조 방법을 나타낸 것으로, 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'선 방향으로 자른 단면도들이다.
도 14 내지 도 17은 본 발명의 실시예 2에 따른 가변 저항 메모리 장치의 제조 방법을 나타낸 것으로, 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'선 방향으로 자른 단면도들이다.
도 18 내지 도 21은 본 발명의 실시예 3에 따른 가변 저항 메모리 장치의 제조 방법을 나타낸 것으로, 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'선 방향으로 자른 단면도들이다.
도 22 내지 도 25는 본 발명의 실시예 4에 따른 가변 저항 메모리 장치의 제조 방법을 나타낸 것으로, 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'선 방향으로 자른 단면도들이다.
도 26은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 장치를 포함하는 전자 장치의 블록도이다.1 is a circuit diagram illustrating a memory cell array of a variable resistance memory device according to embodiments of the present invention.
2 is a plan view illustrating a variable resistance memory device according to Embodiment 1 of the present invention.
3 to 13 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a variable resistance memory device according to Embodiment 1 of the present invention, taken along line I-I' of FIG. 2 .
14 to 17 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a variable resistance memory device according to a second embodiment of the present invention, taken along line I-I' of FIG. 2 .
18 to 21 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a variable resistance memory device according to a third embodiment of the present invention, taken along line I-I' of FIG. 2 .
22 to 25 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a variable resistance memory device according to a fourth embodiment of the present invention, taken along line I-I' of FIG. 2 .
26 is a block diagram of an electronic device including a semiconductor device according to example embodiments.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in a variety of different forms. It is provided to completely inform the scope of the invention to the possessor, and the invention is only defined by the scope of the claims. The same reference numerals refer to the same constituent elements throughout the entire specification.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terms used in the present specification are for describing exemplary embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase. As used herein, 'comprises' and/or 'comprising' refers to the presence of one or more other components, steps, operations and/or elements mentioned. or addition is not excluded.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 식각 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.Further, the embodiments described in the present specification will be described with reference to sectional views and/or plan views, which are ideal exemplary diagrams of the present invention. In the drawings, thicknesses of films and regions are exaggerated for effective description of technical content. Accordingly, the form of the illustrative drawing may be modified due to manufacturing technology and/or tolerance. Accordingly, the embodiments of the present invention are not limited to the specific form shown, but also include changes in the form generated according to the manufacturing process. For example, the etched area shown at a right angle may be rounded or may have a shape having a predetermined curvature. Accordingly, the regions illustrated in the drawings have schematic properties, and the shapes of the regions illustrated in the drawings are for illustrating a specific shape of the region of the device and are not intended to limit the scope of the invention.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 가변 저항 메모리 장치의 메모리 셀 어레이를 나타내는 회로도이다. 1 is a circuit diagram illustrating a memory cell array of a variable resistance memory device according to embodiments of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 장치는 가변저항 메모리 장치(10)일 수 있으며 더욱 구체적으로는 상변환 메모리 장치일 수 있다. 가변 저항 메모리 장치(10)는 다수의 메모리 셀들(MC)이 매트릭스 형태로 배열된다. 각각의 메모리 셀들(MC) 각각은 선택 소자(108)와 가변 저항 소자(128)를 포함한다. 선택 소자(108)는 가변 저항 소자(128)와 워드 라인(WL) 사이에 연결되며, 가변 저항 소자(128)는 비트 라인(BL)과 선택 소자(108) 사이에 연결될 수 있다.Referring to FIG. 1 , a semiconductor device according to embodiments of the present invention may be a variable
선택 소자(108)는 가변 저항 소자(128)와 워드 라인(WL) 사이에 연결될 수 있으며, 워드 라인(WL)의 전압에 따라 가변 저항 소자(128)로의 전류 공급이 제어된다. 본 발명에서 선택 소자(108)는 PN 접합 다이오드(diode)일 수 있다. The
가변 저항 소자(128)는, 예를 들어, 상변화 물질(phase-change materials), 강유전체 물질(ferroelectric materials) 또는 자성체 물질(magnetic materials)을 포함할 수 있다. 가변 저항 소자(128)는 비트 라인(BL)을 통해 공급되는 전류의 양에 따라 상태가 결정될 수 있다.The
이후, 본 발명의 실시예들에서는 가변 저항 소자(128)로 상변화 물질을 채택한 메모리 셀들을 포함하는 가변 저항 메모리 장치를 예로 들어 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 제한되지 않으며, RRAM(Resistance Random Access Memory), FRAM(Ferroelectric RAM) 및 MRAM(Magnetic RAM) 등에도 적용될 수 있음은 당연하다.Hereinafter, in embodiments of the present invention, a variable resistance memory device including memory cells using a phase change material as the
본 발명의 실시예들에서 가변 저항 소자(128)인 상변화 물질은 온도에 따라 저항이 변화한다. 즉, 상변화 물질은 온도 및 냉각 시간에 따라 비교적 저항이 높은 비정질 상태(amorphous state)와, 비교적 저항이 낮은 결정 상태(crystal state)를 갖는다. 이러한 가변 저항 소자(128)는 하부 전극을 통해 공급되는 전류의 양에 따라 주울 열(Joule's heat)이 발생되어 상변화 물질을 가열시킬 수 있다. 이 때, 주울 열은 상변화 물질의 비저항 및 전류의 공급 시간에 비례하여 발생한다.In embodiments of the present invention, the resistance of the phase change material that is the
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 가변 저항 메모리 장치를 나타낸 평면도이다. 도 3 내지 도 13은 본 발명의 실시예 1에 따른 가변 저항 메모리 장치의 제조 방법을 나타낸 것으로, 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'선 방향으로 자른 단면도들이다.2 is a plan view illustrating a variable resistance memory device according to Embodiment 1 of the present invention. 3 to 13 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a variable resistance memory device according to Embodiment 1 of the present invention, taken along line I-I' of FIG. 2 .
도 2 및 도 3을 참조하면, 기판(100)을 준비한다. 기판(100)은 단결정 반도체 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판(100)은 실리콘-온-인슐레이터(silicon on insulator: SOI) 기판, 게르마늄 기판, 게르마늄-온-인슐레이터(germanium on insulator: GOI) 기판, 및/또는 실리콘-게르마늄 기판일 수 있다. 이와 다르게, 기판(100)은 예를 들어, P형 불순물이 도핑될 수 있다. 그러나 기판(100)은 이에 제한되지 않고 다양할 수 있다. 2 and 3 , the
기판(100) 내에 소자 분리막(미도시)을 형성하여 활성 영역을 정의할 수 있다. 활성 영역에 일정 간격으로 이격되어 배열된 워드 라인들(102)을 형성할 수 있다. 워드 라인들(102)은 예를 들어, N형 불순물을 도핑하여 형성될 수 있다. An active region may be defined by forming a device isolation layer (not shown) in the
기판(100) 상에 층간 절연막(104)을 형성한다. 층간 절연막(104)을 패터닝하여 제 1 트렌치들(106)을 형성한다. 제 1 트렌치들(106)은 워드 라인들(102) 상에 형성되어, 워드 라인들(102)을 노출시킬 수 있다. 층간 절연막(104)은 예를 들어, 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막일 수 있다.An interlayer insulating
제 1 트렌치들(106)에 노출된 워드 라인들(102)을 씨드(seed)로 사용하여 SEG(Selective epitaxial growth) 공정을 수행한다. SEG 공정으로 제 1 트렌치들(106)의 일부분을 채우는 반도체막을 형성할 수 있다. 반도체막에 불순물을 도핑하여 선택 소자(108)를 형성할 수 있다. 상세하게, 선택 소자(108)는 서로 다른 타입의 불순물을 반도체막에 도핑하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 선택 소자(108)의 하부는 N형의 불순물이 도핑되어 제 1 반도체 패턴(미도시)으로 구성할 수 있고, 선택 소자(108)의 상부에 P형 불순물이 도핑된 제 1 반도체 패턴(미도시) 상에 제 2 반도체 패턴(미도시)으로 구성할 수 있다. 선택 소자(108)는 일 예로 다이오드일 수 있다.A selective epitaxial growth (SEG) process is performed using the word lines 102 exposed in the
선택 소자(108) 상에 하부 전극 패드(110)가 형성될 수 있다. 하부 전극 패드(110)는 예를 들어, 금속 실리사이드막, 금속 질화막, 및 금속막 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. A
하부 전극 패드(110) 상에 스페이서(112)가 형성될 수 있다. 상세하게, 스페이서(112)는 하부 전극 패드(110)의 상부면을 노출시키며, 제 1 트렌치들(106)의 측벽을 덮도록 형성될 수 있다. 스페이서(112)는 예를 들어, 실리콘 산화막일 수 있다.A
제 1 트렌치들(106) 내에 하부 전극 패드(110)의 상부면과 스페이서(112)를 덮도록 하부 전극(114)을 컨포말하게 형성할 수 있다. 하부 전극(114)은 예를 들어, Ti, TiSix, TiN, TiON, TiW, TiAlN, TiAlON, TiSiN, TiBN, W, WSix, WN, WON, WSiN, WBN, WCN, Ta, TaSix, TaN, TaON, TaAlN, TaSiN, TaCN, Mo, MoN, MoSiN, MoAlN, NbN, ZrSiN, ZrAlN, Ru, CoSi, NiSi, 도전성 탄소군(conductive C group), Cu 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 하부 전극(114)은 도면의 단면 상으로 'U'자 형태를 가지고 있지만, 하부 전극(114)의 형태는 도면에서 도시된 형태에 한정하지 않는다. The
하부 전극(114) 상에 제 1 트렌치들(106)을 채우는 매립 절연 패턴(116)을 형성할 수 있다. 매립 절연 패턴(116)은 층간 절연막(104)과 동일한 물질로 사용될 수 있으며, 예를 들어, 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막일 수 있다.A filling insulating
층간 절연막(104) 상에 몰드막(118)이 형성될 수 있다. 몰드막(118)은 예를 들어, SiOx, SiN, SiON, SICN, TiO, ZrOx, MgOx, HfOx 및 AlOx 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. A
몰드막(118) 상에 희생막(120)이 형성될 수 있다. 희생막(120)은 예를 들어, GaN, TiN, Al-Si, Si, Ge, 결정질의 AlN, 비정질의 AlN, 비정질의 SiC, Al, W, Cr, Ni, CU 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. A
도 4를 참조하면, 희생막(120)과 몰드막(118)을 패터닝하여 층간 절연막(104) 상에 제 2 트렌치들(122)을 형성한다. 제 2 트렌치들(122)이 형성된 몰드막(118) 상에 희생 패턴(121)이 형성된다. 상세하게, 제 2 트렌치들(122)은 희생막(120) 상에 마스크 패턴(미도시)을 형성하고 마스크 패턴에 노출된 몰드막(118)을 식각하여 하부 전극(114)이 노출되도록 형성될 수 있다. 마스크 패턴에 노출된 희생막(120)의 일부가 식각되어 몰드막(118) 상에 희생 패턴(121)이 형성될 수 있다. 희생막(120) 및 몰드막(118)은 예를 들어, 건식 식각 또는 습식 식각으로 식각될 수 있다.Referring to FIG. 4 , the
도 5를 참조하면, 몰드막(118) 상에 가변 저항막(124)을 형성한다. 가변 저항막(124)은 제 2 트렌치들(122)을 채우고 희생 패턴(121)의 상부면을 덮도록 형성될 수 있다. 가변 저항막(124)은 제 1 부분(P1) 및 제 2 부분(P2)을 포함할 수 있다. 제 1 부분(P1)은 제 2 트렌치들(122) 내에 채워진 가변 저항막(124)의 일부분이며, 제 2 부분(P2)은 몰드막(118)의 상부면 상에 형성된 가변 저항막(124)의 일부분일 수 있다. 가변 저항막(124)은 Te(텔루륨) 및 셀렌(Se) 중 적어도 어느 하나가 포함된 막이며, 예를 들어, GeSbTe, GeTeAs, SnTeSn, GeTe, SbTe, SeTeSn, GeTeSe, SbSeBi, GeBiTe, GeTeTi, InSe, GaTeSe, InSe, GaTeSe 또는 InSbTe일 수 있다. 그리고 가변 저항막(124)에 불순물(예를 들어, C, N, Si, O, N, B 중 어느 하나)이 도핑될 수 있다. Referring to FIG. 5 , a
도 6 및 도 7을 참조하면, 가변 저항막(124)에 레이저(126)를 조사할 수 있다. 상세하게, 가변 저항막(124)이 증착된 기판(100)은 챔버(130) 내의 지지대(132)에 접착될 수 있다. 지지대(132)는 챔버(130)의 상부에 배치되고, 지지대(132)에 기판(100)이 접착되기 때문에 가변 저항막(124)의 상부면은 챔버(130)의 하부로 향하여 배치될 수 있다. 레이저(126)는 챔버(130)의 하부에서부터 제공되어 챔버(130)의 상부에 배치된 가변 저항막(124) 및 희생 패턴(121)에 가할 수 있다. 레이저(126)는 희생 패턴(121)을 용융시킬 수 있다. 레이저(126)는 희생 패턴(121)을 용융시키는 목적으로 사용되지만 희생 패턴(121)이 용융되는 동시에 레이저(126)에 직접적으로 닿는 가변 저항막(124)의 상부면을 포함하는 가변 저항막(124)의 상기 제 2 부분(P2)은 레이저(126)에 의해 용융될 수 있다. 희생 패턴(121)이 예를 들어, GaN일 경우, 레이저(126)는 희생 패턴(121)을 Ga+N으로 분리시켜 갈륨(Ga)을 액상 상태로 변화시킬 수 있다. 희생 패턴(121)이 용융 상태로 변하면서 희생 패턴(121)이 몰드막(118)으로부터 박리될 수 있다. 희생 패턴(121)의 박리로 인하여 희생 패턴(121)과 인접하는 가변 저항막(124)의 일부분이 가변 저항막(124)으로부터 박리될 수 있다. 상세하게, 가변 저항막(124)은 챔버(130)의 하부로 향하고 있고, 중력은 챔버(130)의 상부에서 하부로 향하고 있다. 희생 패턴(121)이 중력의 방향으로 박리되는 동시에 희생 패턴(121)과 몰드막(118)의 계면에 인접하는 가변 저항막(124)의 제 2 부분(P2)이 제 1 부분(P1)으로부터 희생 패턴(121)과 같이 박리될 수 있다. 6 and 7 , a
레이저(126)는 예를 들어, 고체 레이저일 수 있다. 고체 레이저는 고체의 매질을 이용하여 레이저를 형성하는 방식이다. 고체 레이저는 약 500nm 내지 약 1200nm의 파장을 가질 수 있다. 고체 레이저는 예를 들어, Nd 및 Yb 이 도핑된 YAG 결정을 매질로 사용한 YAG(aluminum-garnet) 레이저일 수 있다. 레이저(126)를 가하는 중의 공정 분위기는 상온 내지 약 600°C의 온도 및 1기압 내지 10-8 torr의 압력 에서 반응 기체(예를 들어, H2, N2, O2) 또는 불활성 가스(He, Ne, Ar, Kr)를 사용할 수 있다. 반응 기체는 몰드막(118)과 가변 저항막(124)의 계면 사이의 박리를 보다 잘 진행될 수 있도록 화학적 반응을 일으키는 촉진제로 사용될 수 있다. 불활성 가스는 서로 다른 물질의 막들 사이의 화학적 반응을 일으키지 않는 분위기를 조성할 경우 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예는 약 500nm 내지 약 600nm 또는 약 1000nm 내지 약 1200nm의 파장을 갖는 레이저와, 0.3J/cm2 내지 4J/cm2의 에너지 밀도 및 300ns 내지 1200ns의 시간의 레이저 공정 조건으로 수행될 수 있다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 희생 패턴(121)이 몰드막(118)으로부터 박리되는 동시에 가변 저항막(124)의 제 2 부분(P2)이 박리되면서 제 2 트렌치들(122) 내에 가변 저항 소자(128)가 형성될 수 있다. 희생 패턴(121)이 박리되면서 몰드막(118)의 상부면이 노출될 수 있다. 가변 저항 소자(128)의 높이는 가변 저항막(124)의 제 2 부분(P2)이 박리되면서 박리되는 위치에 의해 달라질 수 있다. 8 to 10 , as the
도 8을 참조하면, 가변 저항 소자(128)의 상부면은 몰드막(118)의 상부면과 동일한 레벨 상에 위치할 수 있다. 이러한 경우, 가변 저항막(124)의 박리 위치는 가변 저항막(124)의 제 1 부분(P1)과 제 2 부분(P2) 사이일 수 있다. Referring to FIG. 8 , the upper surface of the
도 9를 참조하면, 가변 저항 소자(128)의 상부면은 몰드막(118)의 상부면보다 높은 레벨 상에 위치할 수 있다. 이러한 경우, 가변 저항막(124)의 박리 위치는 가변 저항막(124)의 제 2 부분(P2) 내일 수 있다.Referring to FIG. 9 , the upper surface of the
도 10을 참조하면, 가변 저항 소자(128)의 상부면은 몰드막(118)의 상부면보다 낮은 레벨에 위치할 수 있다. 이러한 경우, 가변 저항막(124)의 박리 위치는 가변 저항막(124)의 제 1 부분(P1) 내일 수 있다. Referring to FIG. 10 , the upper surface of the
도면 상에 도시되지 않았지만, 가변 저항 소자(128)의 상부면은 거칠기가 거친 표면을 가질 수 있다. 왜냐하면, 가변 저항막(124)의 제 2 부분(P2)은 제 1 부분(P1)으로부터 물리적으로 뜯겨지면서 박리된 것이기 때문이다. Although not shown in the drawing, the upper surface of the
일반적으로, 메모리 셀들 각각에 가변 저항 소자를 형성하기 위해서 다마신 공정이 사용된다. 보다 구체적으로, 트렌치들을 채우는 가변 저항막을 형성하고, 트렌치들을 채우지 않은 가변 저항막의 일부를 식각하여 트렌치들 각각에 가변 저항 소자를 형성한다. 가변 저항막의 일부를 식각하는 식각 공정은 건식 식각 또는 화학적 물리적 폴리싱(CMP)공정을 수행할 수 있다. 그러나, 건식 식각을 위해 사용되는 할로겐 가스에 포함된 할로겐 원소는 가변 저항막에 포함된 원소와 결합하여, 가변 저항막의 물질 특성을 변화시키는 문제점을 가지고 있다. CMP 공정은 가변 저항막을 연마하기 위해 슬러리 입자들이 필요하다. 그러나, 슬러리 입자들의 종류는 가변 저항막의 물질의 종류 및 밀도에 따라 달라야 한다.In general, a damascene process is used to form a variable resistance element in each of the memory cells. More specifically, a variable resistive layer is formed to fill the trenches, and a portion of the variable resistive layer that does not fill the trenches is etched to form a variable resistive element in each of the trenches. The etching process of etching a portion of the variable resistive layer may include dry etching or a chemical physical polishing (CMP) process. However, there is a problem in that the halogen element included in the halogen gas used for dry etching is combined with the element included in the variable resistance layer to change material properties of the variable resistance layer. The CMP process requires slurry particles to polish the variable resistive film. However, the type of the slurry particles should be different depending on the type and density of the material of the variable resistive film.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 고체 레이저를 가변 저항막(124) 및 희생 패턴(121)에 가하여 희생 패턴(121)을 용융시켜 제 2 트렌치들(122) 상에 형성된 가변 저항막(124)의 제 2 부분(P2)을 리프트 오프(Lift Off)시킬 수 있다. 고체 레이저는 짧은 시간으로 희생 패턴(121)을 녹이기 때문에 가변 저항막(124)의 물성 변화를 최소화할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the
도 11 내지 도 13을 참조하면, 몰드막(118) 상에 가변 저항 소자(128)을 덮는 비트 라인들(129)이 형성된다. 비트 라인들(129)은 워드 라인들(102)과 교차하도록 형성될 수 있다. 비트 라인들(129)은 몰드막(118) 상에 금속막(미도시)을 형성하고, 금속막을 패터닝하여 형성될 수 있다. 11 to 13 ,
도 11을 참조하면, 비트 라인들(129)은 가변 저항 소자(128)의 상부면을 덮도록 형성될 수 있다. Referring to FIG. 11 , the
도 12를 참조하면, 비트 라인들(129)은 가변 저항 소자(128)의 상부면과 몰드막(118)에 의해 노출된 측벽 일부분을 덮도록 형성될 수 있다. Referring to FIG. 12 , the
도 13을 참조하면, 비트 라인들(129)은 가변 저항 소자(128)의 상부면을 덮으며, 제 2 트렌치들(122) 내에 매립되어 형성될 수 있다. 비트 라인들(129)은 도전 물질을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 13 , the
도 14 내지 도 17은 본 발명의 실시예 2에 따른 가변 저항 메모리 장치의 제조 방법을 나타낸 것으로, 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'선 방향으로 자른 단면도들이다. 설명의 간결함을 위해, 실시예 2에서, 실시예 1과 실질적으로 동일한 구성요소, 해당 구성 요소에 대한 설명 및 공정 방법에 대해서는 생략하도록 한다. 14 to 17 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a variable resistance memory device according to a second embodiment of the present invention, taken along line I-I' of FIG. 2 . For brevity of description, in Example 2, components substantially the same as in Example 1, descriptions of the corresponding components, and process methods will be omitted.
도 14를 참조하면, 몰드막(118)을 패터닝하여 제 2 트렌치들(122)을 형성한다. 제 2 트렌치들(122)은 하부 전극(114)의 상부면이 노출되도록 형성될 수 있다. 몰드막(118) 상에 가변 저항막(124)을 형성한다. 가변 저항막(124)은 제 2 트렌치들(122)을 채우고 몰드막(118)의 상부면을 덮도록 형성될 수 있다. 실시예 2에서는 실시예 1에서의 희생 패턴(121)이 형성되지 않으므로, 몰드막(118)의 상부면은 가변 저항막(124)과 직접적으로 접촉될 수 있다. 가변 저항막(124)은 제 1 부분(P1) 및 제 2 부분(P2)을 포함할 수 있다. 제 1 부분(P1)은 제 2 트렌치들(122) 내에 채워진 가변 저항막(124)의 일부분이며, 제 2 부분(P2)은 몰드막(118)의 상부면 상에 형성된 가변 저항막(124)의 일부분일 수 있다.Referring to FIG. 14 ,
도 15을 참조하면, 가변 저항막(124) 상에 레이저(126)를 가할 수 있다. 가변 저항막(124)에 레이저(126)가 가해짐으로써 가변 저항막(124)의 온도가 변할 수 있다. 예를 들어, 가변 저항막(124)의 온도는 증가될 수 있다. 이에 따라, 높은 온도를 갖는 가변 저항막(124)은 레이저(126)에 의해 용융 또는 기상될 수 있다. 상세하게, 가변 저항막(124)의 상부면이 포함된 가변 저항막(124)의 제 2 부분(P2)은 레이저(126)가 직접적으로 가해지는 부분으로, 가변 저항막(124)의 제 1 부분(P1)보다 레이저(126)에 의해 높은 온도를 가질 수 있다. (즉, T2>T1) 따라서, 가변 저항막(124)의 제 2 부분(P2)은 용융 및/또는 기화될 수 있다. Referring to FIG. 15 , a
레이저(126)는 예를 들어, 고체 레이저일 수 있다. 레이저(126)를 가하는 중의 공정 분위기는 상온 내지 약 600°C의 온도 및 1기압 내지 10-8 torr의 압력에서 반응 기체(예를 들어, H2, N2, O2) 또는 불활성 가스(He, Ne, Ar, Kr)를 사용할 수 있다. 본 발명의 실시예는 약 500nm 내지 약 600nm 또는 약 1000nm 내지 약 1200nm의 파장을 갖는 레이저와, 0.3J/cm2 내지 4J/cm2의 에너지 밀도 및 300ns 내지 1200ns의 시간의 레이저 공정 조건으로 수행될 수 있다.
도 16을 참조하면, 가변 저항막(124)의 제 2 부분(P2)이 용융 및/또는 기화되면서 가변 저항막(124)의 제 1 부분(P1)으로부터 박리되어 제 2 트렌치들(122) 내에 가변 저항 소자(128)가 형성될 수 있다. 박리 현상은 다른 물질을 포함하는 막들 간의 계면이 동일한 물질을 포함하는 막들 간의 계면보다 더 쉽게 일어날 수 있다. 따라서, 몰드막(118)의 상부면과 가변 저항막(124) 사이에서 박리가 더 잘 일어나, 가변 저항막(124)의 제 2 부분(P2)이 제 1 부분(P1)으로부터 쉽게 박리될 수 있다. 가변 저항 소자(128)는 오목한 상부면을 가질 수 있다. Referring to FIG. 16 , as the second portion P2 of the
본 발명의 실시예에 따르면, 실시예 1에서 설명한 희생 패턴(121) 없이 가변 저항막(124)의 제 2 부분(P2)을 박리시켜 가변 저항 소자(128)를 형성할 수 있다. 짧은 시간으로 고체 레이저를 가변 저항막(124)에 가하여, 가변 저항막(124)의 제 2 부분(P2)을 녹이거나 및/또는 기상시켜 가변 저항막(124)의 제 2 부분(P2)을 리프트 오프(Lift-Off)시킬 수 있다. 따라서, 가변 저항막(124)의 물성 변화를 최소화하여 가변 저항 소자(128)를 형성할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the
도 17을 참조하면, 몰드막(118) 상에 가변 저항 소자(128)를 덮는 비트 라인들(129)이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 17 ,
도 18 내지 도 21은 본 발명의 실시예 3에 따른 가변 저항 메모리 장치의 제조 방법을 나타낸 것으로, 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'선 방향으로 자른 단면도들이다. 설명의 간결함을 위해, 실시예 3에서, 실시예 1 및 실시예 2와 실질적으로 동일한 구성요소, 해당 구성 요소에 대한 설명 및 공정 방법에 대해서는 생략하도록 한다. 18 to 21 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a variable resistance memory device according to a third embodiment of the present invention, taken along line I-I' of FIG. 2 . For brevity of description, in Example 3, components substantially the same as in Examples 1 and 2, descriptions of corresponding components, and process methods will be omitted.
도 18을 참조하면, 몰드막(118)을 패터닝하여 제 2 트렌치들(122)을 형성한다. 몰드막(118) 상에 가변 저항막(124)을 형성한다. 가변 저항막(124)은 제 2 트렌치들(122)을 채우고 몰드막(118)의 상부면을 덮도록 형성될 수 있다. 몰드막(118)의 상부면은 가변 저항막(124)과 직접적으로 접촉될 수 있다. 가변 저항막(124)은 제 1 부분(P1) 및 제 2 부분(P2)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 18 , the
도 19를 참조하면, 가변 저항막(124)에 레이저(126) 및 가스(134)를 동시에 제공할 수 있다. 상세하게, 레이저(126)는 가변 저항막(124)의 상부 상에 가해지고, 가스(134)는 가변 저항막(124)의 일측 상에 분사될 수 있다. 레이저(126)에 의해 가변 저항막(124)은 용융될 수 있다. 용융된 가변 저항막(124)은 유동성을 가질 수 있다. 이에 따라, 가변 저항막(124)의 제 2 부분(P2)은 가스(134)에 의해 가스(134)가 분사되는 방향으로 쏠릴 수 있다. 즉, 가스(134)가 분사되는 반대 측인, 가변 저항막(124)의 타측으로 가변 저항막(124)의 제 2 부분(P2)이 쏠릴 수 있다. 가변 저항막(124)의 제 1 부분(P1)은 모세관 현상에 의하여 제 1 트렌치들(106) 표면과 부착력에 의해 부착되어 제 1 트렌치들(106) 내를 채울 수 있다. 가변 저항막(124)의 제 2 부분(P2)은 가변 저항막(124)의 타측면에 배치된 배기구(미도시)를 통하여 제거될 수 있다. Referring to FIG. 19 , a
레이저(126)는 예를 들어, 고체 레이저일 수 있다. 레이저(126)를 가하는 중의 공정 분위기는 상온(약 20°C) 내지 약 600°C의 온도 및 1기압 내지 10-8 torr의 압력 에서 반응 기체(예를 들어, H2, N2, O2) 또는 불활성 가스(He, Ne, Ar, Kr)를 사용할 수 있다. 본 발명의 실시예는 약 500nm 내지 약 600nm 또는 약 1000nm 내지 약 1200nm의 파장을 갖는 레이저와, 0.3J/cm2 내지 4J/cm2의 에너지 밀도 및 300ns 내지 1200ns의 시간의 레이저 공정 조건으로 수행될 수 있다.
가스(134)는 예를 들어, 공기일 수 있다.The
도 20 및 도 21을 참조하면, 가변 저항막(124)의 제 2 부분(P2)이 제거되면서 제 2 트렌치들(122) 내에 가변 저항 소자(128)가 형성될 수 있다. 가변 저항 소자(128) 상에 비트 라인들(129)이 형성될 수 있다. 20 and 21 , the
도 22 내지 도 25는 본 발명의 실시예 4에 따른 가변 저항 메모리 장치의 제조 방법을 나타낸 것으로, 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'선 방향으로 자른 단면도들이다. 설명의 간결함을 위해, 실시예 4에서, 실시예 1 및 실시예 3와 실질적으로 동일한 구성요소, 해당 구성 요소에 대한 설명 및 공정 방법에 대해서는 생략하도록 한다. 22 to 25 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a variable resistance memory device according to a fourth embodiment of the present invention, taken along line I-I' of FIG. 2 . For brevity of description, in Example 4, components substantially the same as in Examples 1 and 3, descriptions of corresponding components, and process methods will be omitted.
도 22를 참조하면, 몰드막(118)을 패터닝하여 제 2 트렌치들(122)을 형성한다. 몰드막(118) 상에 가변 저항막(124)을 형성한다. 가변 저항막(124)은 제 2 트렌치들(122)을 채우고 몰드막(118)의 상부면을 덮도록 형성될 수 있다. 상세하게, 가변 저항막(124)은 제 2 트렌치들(122)의 일부를 채우도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 가변 저항막(124)의 제 1 부분(P1)은 공극(136)을 포함할 수 있다. 가변 저항막(124)은 예를 들어, 물리 기상 증착(PVD) 방법을 이용하여 형성될 수 있다. Referring to FIG. 22 ,
도 23 및 도 24를 동시에 참조하면, 가변 저항막(124) 상에 레이저(126)를 가할 수 있다. 레이저(126)에 의해 가변 저항막(124)이 용융될 수 있다. 가변 저항막(124)의 제 2 부분(P2)은 유동성을 가지므로, 제 1 트렌치들(106) 내로 흘러 공극(136)을 채울 수 있다. 23 and 24 , a
레이저(126)는 예를 들어, 고체 레이저일 수 있다. 레이저(126)를 가하는 중의 공정 분위기는 상온(약 20°C) 내지 약 600°C의 온도 및 1기압 내지 10-8 torr의 압력에서 반응 기체(예를 들어, H2, N2, O2) 또는 불활성 가스(He, Ne, Ar, Kr)를 사용할 수 있다. 본 발명의 실시예는 약 500nm 내지 약 600nm 또는 약 1000nm 내지 약 1200nm의 파장을 갖는 레이저와, 0.3J/cm2 내지 4J/cm2의 에너지 밀도 및 300ns 내지 1200ns의 시간의 레이저 공정 조건으로 수행될 수 있다.
도 25를 참조하면, 가변 저항막(124)의 제 2 부분(P2)이 제 2 트렌치들(122) 내로 완전히 흘러 제 2 트렌치들(122)을 채워 가변 저항 소자(128)를 형성할 수 있다. 몰드막(118)의 상부면은 가변 저항 소자(128)로부터 노출될 수 있다. 가변 저항 소자(128) 상에 비트 라인들(129)이 형성될 수 있다. Referring to FIG. 25 , the second portion P2 of the
도 26은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 장치를 포함하는 전자 장치의 블록도이다. 26 is a block diagram of an electronic device including a semiconductor device according to example embodiments.
본 발명의 실시예들에 따른 반도체 장치를 포함하는 전자 장치(1000)는 응용 칩셋(Application Chipset), 카메라 이미지 프로세서(Camera Image Processor: CIS), PDA, 랩톱(laptop) 컴퓨터, 휴대용 컴퓨터, 웹 태블릿(web tablet), 무선 전화기, 휴대폰, 디지털 음악 재생기(digital music player), 유무선 전자 기기 또는 이들 중의 적어도 둘을 포함하는 복합 전자 장치 중의 하나일 수 있다.The
도 26을 참조하면, 전자 장치(1000)는 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 장치(예를 들어, PRAM; 1100) 및 메모리 컨트롤러(1200)로 구성되는 반도체 메모리 장치(1300), 시스템 버스(1450)에 전기적으로 연결된 중앙처리장치(1500), 사용자 인터페이스(1600), 전원 공급 장치(1700)를 포함한다. Referring to FIG. 26 , the
반도체 메모리 장치(1100)에는 사용자 인터페이스(1600)를 통해서 제공되거나 또는, 중앙처리장치(1500)에 의해서 처리된 데이터가 메모리 컨트롤러(1200)를 통해 저장된다. 반도체 메모리 장치(1100)는 반도체 디스크 장치(SSD)로 구성될 수 있으며, 이 경우 전자 장치(1000)의 동작 속도가 획기적으로 빨라질 수 있다. In the
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
As mentioned above, although embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can practice the present invention in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. You will understand that there is Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.
100: 기판
102: 워드 라인들
104: 층간 절연막
106: 제 1 트렌치들
108: 선택 소자
110: 하부 전극 패드
112: 스페이서
114: 하부 전극
116: 제 1 트렌치들
118: 몰드막
121: 희생 패턴
122: 제 2 트렌치들
124: 가변 저항막
126: 레이저
P1: 제 1 부분
P2:: 제 2 부분100: substrate
102: word lines
104: interlayer insulating film
106: first trenches
108: selection element
110: lower electrode pad
112: spacer
114: lower electrode
116: first trenches
118: mold film
121: sacrifice pattern
122: second trenches
124: variable resistance film
126: laser
P1: first part
P2:: 2nd part
Claims (10)
상기 기판 상에 몰드막을 형성하는 것;
상기 몰드막을 패터닝하여 트렌치를 형성하는 것;
상기 몰드막 상에 상기 트렌치를 채우는 제 1 부분 및 상기 몰드막의 상부면 상의 제 2 부분을 포함하는 가변 저항막을 형성하는 것; 및
상기 가변 저항막에 레이저를 조사하여 상기 가변 저항막의 상기 제 2 부분이 상기 제 1 부분으로부터 박리되어, 상기 트렌치 내에 가변 저항 소자를 형성하는 것을 포함하는 가변 저항 메모리 장치의 제조 방법.
preparing a substrate on which a lower electrode is formed;
forming a mold film on the substrate;
patterning the mold layer to form a trench;
forming a variable resistance layer on the mold layer, the variable resistance layer including a first portion filling the trench and a second portion on an upper surface of the mold layer; and
and irradiating a laser to the variable resistance film to separate the second portion of the variable resistance film from the first portion, thereby forming a variable resistance element in the trench.
상기 가변 저항막에 상기 레이저를 조사하는 것은,
상기 레이저에 의해 상기 가변 저항막의 상기 제 2 부분이 용융 및/또는 기상되어 상기 제 1 부분으로부터 박리되는 것을 포함하는 가변 저항 메모리 장치의 제조 방법.
The method of claim 1,
Irradiating the laser to the variable resistive film comprises:
and wherein the second portion of the variable resistance film is melted and/or vaporized by the laser to be peeled off from the first portion.
상기 트렌치를 형성하기 전에,
상기 몰드막 상에 희생막을 형성하는 것; 및
상기 희생막 및 상기 몰드막을 패터닝하여 상기 몰드막 상에 희생 패턴을 형성하는 것을 더 포함하는 가변 저항 메모리 장치의 제조 방법.
The method of claim 1,
Before forming the trench,
forming a sacrificial layer on the mold layer; and
and patterning the sacrificial layer and the mold layer to form a sacrificial pattern on the mold layer.
상기 레이저는 상기 희생 패턴을 용융시켜 상기 희생 패턴이 상기 몰드막으로부터 박리되는 것을 포함하는 가변 저항 메모리 장치의 제조 방법.
The method of claim 3,
and wherein the laser melts the sacrificial pattern to separate the sacrificial pattern from the mold layer.
상기 희생 패턴이 상기 몰드막으로부터 박리되는 것은:
챔버 상부에 배치된 지지대에 상기 기판을 부착하여, 상기 몰드막이 상기 챔버의 하부와 마주보도록 배치하는 것;
상기 챔버의 상기 하부로부터 상기 레이저가 상기 가변 저항막에 조사하는 것; 및
상기 레이저에 의해 상기 희생 패턴이 용융되어 중력의 방향으로 상기 희생 패턴이 상기 몰드막으로부터 박리되면서, 동시에 상기 가변 저항막의 상기 제 2 부분이 상기 제 1 부분으로부터 박리되는 것을 포함하는 가변 저항 메모라 장치의 제조 방법.
The method of claim 4,
When the sacrificial pattern is peeled off from the mold layer:
attaching the substrate to a support disposed above the chamber so that the mold layer faces a lower portion of the chamber;
irradiating the variable resistance film with the laser from the lower portion of the chamber; and
and wherein the sacrificial pattern is melted by the laser to peel the sacrificial pattern from the mold layer in the direction of gravity, and at the same time, the second part of the variable resistance layer is peeled from the first part. manufacturing method.
상기 희생막은 GaN, TiN, Al-Si, Si, Ge, 결정질의 AlN, 비정질의 AlN, 비정질의 SiC, Al, W, Cr, Ni, CU 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나를 포함하는 가변 저항 메모리 장치의 제조 방법.
The method of claim 3,
The sacrificial layer may include one selected from the group consisting of GaN, TiN, Al-Si, Si, Ge, crystalline AlN, amorphous AlN, amorphous SiC, Al, W, Cr, Ni, CU, and combinations thereof. A method of manufacturing a resistive memory device.
상기 가변 저항 소자는 오목한 형태의 상부면을 갖도록 형성되는 가변 저항 메모리 장치의 제조 방법.
The method of claim 1,
The method of manufacturing a variable resistance memory device, wherein the variable resistance element is formed to have a concave upper surface.
상기 기판 상에 몰드막을 형성하는 것;
상기 몰드막을 패터닝하여 트렌치를 형성하는 것;
상기 몰드막 상에, 상기 트렌치를 채우고 공극을 갖는 제 1 부분 및 상기 몰드막의 상부면 상의 제 2 부분을 포함하는 가변 저항막을 형성하는 것; 및
상기 가변 저항막에 레이저를 가하여 상기 가변 저항막의 상기 제 2 부분이 상기 트렌치 내로 흘러 상기 트렌치 내에 가변 저항 소자를 형성하는 것을 포함하는 가변 저항 메모리 장치의 제조 방법.
preparing a substrate on which a lower electrode is formed;
forming a mold film on the substrate;
patterning the mold layer to form a trench;
forming a variable resistance film on the mold film, the variable resistance film including a first portion filling the trench and having a void and a second portion on an upper surface of the mold film; and
and applying a laser to the variable resistance film so that the second portion of the variable resistance film flows into the trench to form a variable resistance element in the trench.
상기 가변 저항막의 상기 제 2 부분은 상기 레이저에 의해 용융되어, 상기 공극을 채우는 것을 포함하는 가변 저항 메모리 장치의 제조 방법.
The method of claim 8,
and the second portion of the variable resistance film is melted by the laser to fill the void.
상기 가변 저항막의 상기 제 2 부분이 상기 트렌치 내로 흘러 상기 몰드막의 상부면이 노출되는 가변 저항 메모리 장치의 제조 방법.
The method of claim 8,
The method of manufacturing a variable resistance memory device, wherein the second portion of the variable resistance layer flows into the trench to expose an upper surface of the mold layer.
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